题目内容

如图甲所示,质量为m=1 kg的物体置于倾角为=37°的固定且足够长的斜面上,对物体施以平行于斜面向上的拉力F,t1=1 s时撤去拉力,物体运动的部分v-t图象如图乙所示.重力加速度g取10 m/s2.试求:

(1)拉力F的大小.

(2)t=4 s时物体的速度v的大小.

答案:
解析:

  解:(1)设力F作用时物体的加速度为a1,对物体进行受力分析,由牛顿第二定律可知

  Fmgsin-μmgcosma1(1分)

  撤去力后,由牛顿第二定律有

  mgsin+μmgcosma2(1分)

  根据图象可知a1=20 m/s2a2=10 m/s2(2分)

  解得F=30 N(1分)

  (2)设撤去力后物体运动到最高点所用时间为t2,由题意有

  v1a2t2(1分)

  解得t2=2 s(1分)

  则物体沿着斜面下滑的时间为

  t3tt1t2=1 s(1分)

  设下滑加速度为a3,由牛顿第二定律

  mgsin-μmgcosma3(2分)

  t=4 s时速度va3t3=2 m/s(2分)


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